KR101780063B1 - 펠리클 프레임 및 리소그래피용 펠리클 - Google Patents

Abstract

펠리클을 노광 원판에 첩부하여도, 펠리클 프레임의 변형에서 기인되는 노광 원판의 변형을 가능한 한 저감시킬 수 있는 펠리클 프레임을 제공하는 것 및 이와 같은 펠리클 프레임을 갖는 리소그래피용 펠리클을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 펠리클 프레임은, 펠리클 프레임 바의 단면이, 상변 및 하변이 평행한 기본 사변형의 양 측변에, 사변형 형상의 오목부를 가진 형상인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 상기 펠리클 프레임의 일단면에 펠리클막 접착제를 개재하여 펠리클막이 장설되고, 타단면에 노광 원판 접착제를 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

펠리클 프레임 및 리소그래피용 펠리클{PELLICLE FRAME AND LITHOGRAPHIC PELLICLE}

본 발명은, LSI, 초 LSI 등의 반도체 장치 또는 액정 표시판을 제조할 때의 리소그래피용 마스크의 먼지막이로서 사용되는 리소그래피용 펠리클 및 펠리클 프레임에 관한 것이다.

LSI, 초 LSI 등의 반도체 제조 또는 액정 표시판 등의 제조에 있어서는, 반도체 웨이퍼 또는 액정용 원판에 광을 조사하여 패턴을 제작하는데, 이 경우에 사용하는 노광 원판에 먼지가 부착되어 있으면, 이 먼지가 광을 흡수하거나 광을 구부려 버리기 때문에, 전사한 패턴이 변형되거나 에지가 버석거리는 것으로 되는 것 외에, 하지가 검게 더러워지거나 하여, 치수, 품질, 외관 등이 손상된다는 문제가 있었다. 또한, 본 발명에 있어서 「노광 원판」이란, 리소그래피용 마스크 (간단히 「마스크」라고도 한다) 및 레티클의 총칭이다. 이하, 마스크를 예로 들어 설명한다.

이들 작업은 통상 클린 룸에서 실시되고 있으나, 이 클린 룸 내에서도 노광 원판을 항상 청정하게 유지하기가 어렵기 때문에, 노광 원판의 표면에 먼지막이를 위한 노광용 광을 잘 통과시키는 펠리클을 첩부 (貼付) 하는 방법이 채용되고 있다.

펠리클의 기본적인 구성은, 펠리클 프레임 및 이것에 장설 (張設) 한 펠리클막으로 이루어진다. 펠리클막은, 노광에 사용하는 광 (g 선, i 선, 248 ㎚, 193 ㎚ 등) 을 잘 투과시키는 니트로셀룰로오스, 아세트산셀룰로오스, 불소계 폴리머 등으로 이루어진다. 펠리클 프레임의 상변부에 펠리클막의 양용매를 도포하고, 펠리클막을 바람 건조시켜 접착하거나, 아크릴 수지, 에폭시 수지나 불소 수지 등의 접착제로 접착한다. 또한, 펠리클 프레임의 하변부에는 노광 원판을 장착하기 위해, 폴리부텐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 아크릴 수지 및 실리콘 수지 등으로 이루어지는 점착층, 및 점착층의 보호를 목적으로 한 레티클 점착제 보호용 라이너를 형성한다.

펠리클은, 노광 원판의 표면에 형성된 패턴 영역을 둘러싸도록 설치된다. 펠리클은, 노광 원판 상에 먼지가 부착되는 것을 방지하기 위해 형성되는 것이기 때문에, 이 패턴 영역과 펠리클 외부는 펠리클 외부의 티끌이 패턴면에 부착되지 않도록 격리되어 있다.

최근, LSI 의 디자인 룰은 서브 쿼터 미크론으로 미세화가 진행되고 있고, 그에 따라 노광 광원의 단파장화가 진행되고 있으며, 즉, 지금까지 주류였던 수은 램프에 의한 g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚) 으로부터, KrF 엑시머 레이저 (248 ㎚), ArF 엑시머 레이저 (193 ㎚) 등으로 이행하고 있다. 미세화가 진행되자 마스크 및 실리콘 웨이퍼에 요구되는 평탄성도 점점 엄격해지고 있다.

펠리클은, 마스크가 완성된 후에 패턴의 먼지막이를 위해 마스크에 첩부된다. 펠리클을 마스크에 첩부하면 마스크의 평탄도가 변화되는 경우가 있다. 마스크의 평탄도가 나빠지면, 상기에서 서술한 바와 같이, 초점 어긋남 등의 문제가 발생할 가능성이 있다. 또한, 평탄도가 변화되면, 마스크 상에 그려진 패턴의 형상이 변화되어, 마스크의 중첩 정밀도에 문제가 발생한다는 지장도 초래한다.

펠리클 첩부에 의한 마스크 평탄도의 변화 요인은 몇 가지가 있으나, 가장 큰 요인은, 펠리클 프레임의 평탄도인 것을 알게 되었다.

이 펠리클 프레임의 변형에서 기인되는 마스크의 변형을 방지하기 위해, 일본 공개특허공보 2009-25562호는, 펠리클 프레임 바의 단면적을 6 ㎟ 이하로 하거나, 또는, 펠리클 프레임에 영률이 50 ㎬ 이하인 재료를 사용하는 것을 개시하고 있다.

펠리클 프레임으로는, 그 단면 (斷面) 형상이 직사각형인 것이 많지만, 일본 공개특허공보 평9-68793호에는, 펠리클 프레임의 단면이, 내부 둘레면의 상단측이 하단측보다 안쪽으로 돌출되어 있는 형상을 갖는 펠리클 프레임이 개시되어 있다.

최근, 마스크에 요구되는 평탄성도, 패턴면에서 평탄도 2 ㎛ 라는 요구로부터 서서히 엄격해지고 있어, 65 ㎚ 노드 이후에서는 0.5 ㎛ 이하, 바람직하게는 0.25 ㎛ 라는 요구가 나오고 있다.

일반적으로, 펠리클 프레임의 평탄도는 20 ∼ 80 ㎛ 정도이지만, 이와 같이 평탄도가 열등한 프레임을 사용한 펠리클을 마스크에 첩부하면, 프레임의 형상이 마스크에 전사되어 마스크의 변형을 일으켜 버린다. 펠리클은, 첩부시, 약 200 ∼ 400 N (20 ∼ 40 ㎏ 중 (重)) 의 큰 힘으로 마스크에 가압된다. 마스크 표면의 평탄도는, 펠리클 프레임의 평탄도보다 양호하기 때문에, 펠리클의 마스크에 대한 가압이 끝나면, 펠리클 프레임은 원래의 형상으로 되돌아오려고 하기 때문에, 펠리클 프레임이 마스크를 변형시켜 버린다.

마스크가 변형된 경우, 마스크의 평탄도가 나빠지는 경우가 있고, 그 경우 노광 장치 내에서 디포커스의 문제가 발생한다. 한편 마스크가 변형되어 평탄도가 양호해지는 경우도 있으나, 이 경우에도 마스크 표면에 형성된 패턴이 왜곡되고, 그 결과 노광시켰을 때에 웨이퍼에 전사된 패턴 이미지가 왜곡되어 버린다는 문제가 발생한다. 이 패턴의 왜곡은 평탄도가 나빠지는 경우에도 발생하므로, 결국 펠리클을 첩부함으로써 마스크가 변형되는 경우에는, 반드시 패턴 이미지가 왜곡되어 버린다는 문제가 발생한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 첫 번째로, 펠리클을 노광 원판에 첩부하여도, 펠리클 프레임의 변형에서 기인되는 노광 원판의 변형을 저감시킬 수 있는 펠리클 프레임을 제공하는 것이다. 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 두 번째로, 이와 같은 펠리클 프레임을 갖는 리소그래피용 펠리클을 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 과제는, 이하의 수단 (1) 및 (12) 에 의해 달성되었다. 바람직한 실시양태인 (2) ∼ (11) 과 함께 열기한다.

(1) 펠리클 프레임 바의 단면이, 상변 및 하변이 평행한 기본 사변형의 양 측변에, 사변형 형상의 오목부를 가진 형상인 것을 특징으로 하는 펠리클 프레임,

(2) 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 변을 가진 직사각형인 (1) 에 기재된 펠리클 프레임,

(3) 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 상변을 가진 사다리꼴인 (1) 에 기재된 펠리클 프레임,

(4) 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 수직인 상변을 가진 사다리꼴인 (1) 에 기재된 펠리클 프레임,

(5) 상기 기본 사변형이 사다리꼴이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 상변을 가진 사다리꼴인 (1) 에 기재된 펠리클 프레임,

(6) 상기 기본 사변형의 면적이 4 ㎟ 이상 20 ㎟ 이하인 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(7) 상기 펠리클 프레임 바의 단면적이 1 ㎟ 이상 6 ㎟ 이하인 (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(8) 영률이 1 ∼ 80 ㎬ 인 재료로 구성된 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(9) 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 구성된 (1) ∼ (8) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(10) 알루미늄 합금으로 구성된 (1) ∼ (9) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(11) 펠리클 프레임의 평탄도가 0 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인 (1) ∼ (10) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임,

(12) (1) ∼ (11) 중 어느 하나에 기재된 펠리클 프레임의 일단면 (一端面) 에 펠리클막 접착제를 개재하여 펠리클막이 장설되고, 타단면에 노광 원판 접착제를 형성한 리소그래피용 펠리클.

본 발명에 의하면, 펠리클 프레임의 변형에서 기인되는 노광 원판의 변형을 저감시킬 수 있는 펠리클 프레임 및 리소그래피용 펠리클을 제공할 수 있었다.

도 1 은 펠리클의 구성예를 나타내는 개념 단면도의 일례이다.
도 2 는 펠리클 프레임 바의 단면 형상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3 은 펠리클 프레임 바의 단면 형상의 변형예를 나타내는 도면이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 리소그래피용 펠리클 (10) 은, 펠리클 프레임 (3) 의 상단면에 펠리클막 첩부용 접착층 (2) 을 개재하여 펠리클막 (1) 을 장설한 것으로서, 이 경우, 리소그래피용 펠리클 (10) 을 노광 원판 (마스크 또는 레티클) (5) 에 점착시키기 위한 접착용 점착층 (4) 이 통상 펠리클 프레임 (3) 의 하단면에 형성되고, 그 접착용 점착층 (4) 의 하단면에 라이너 (도시 생략) 를 박리할 수 있게 첩착 (貼着) 하여 이루어지는 것이다. 또한, 펠리클 프레임 (3) 에는 도시를 생략한 기압 조정용 구멍 (통기구) 이 설치되어 있고, 추가로 파티클 제거의 목적에서 이 통기구에 제진용 필터 (도시 생략) 가 형성되어 있어도 된다.

펠리클 프레임에는, 지그 구멍을 형성해도 된다. 지그 구멍의 깊이 방향의 형상은 특정되지 않고, 관통조차 하지 않으면, 원기둥 끝에 테이퍼를 갖는 함몰이어도 된다.

상기 기압 조정용 구멍을 형성하는 지점의 단면 형상은, 기압 조정용 필터를 첩부하는 외측면이 평면인 것이 바람직하고, 내측만은 오목부를 갖고 있어도 된다. 또한, 지그 구멍을 형성하는 지점의 단면 형상은, 오목부를 갖지 않는 기본 사변형인 채인 것이 바람직하고, 직사각형인 것이 보다 바람직하다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 펠리클 프레임 (3) 은, 펠리클 프레임 바의 단면이, 상변 (12) 및 하변 (14) 이 평행한, 기본이 되는 사변형 (「기본 사변형」이라고도 한다. 사변 (12, 17, 14, 19) 에 의해 구성된다) 의 대향하는 양 측변 (17, 19) 에, 사변형 형상의 오목부 (18) 를 가진 형상인 것을 특징으로 한다. 바꾸어 말하면, 중간부 (16) 에 의해 상변 (12) 을 포함하는 상변부 (13) 및 하변 (14) 을 포함하는 하변부 (15) 가 접속된 형상을 갖는다.

상기 서술한 바와 같이, 펠리클을 마스크에 첩부하는 것에 의한 마스크의 왜곡은, 펠리클의 펠리클 프레임의 왜곡에서 기인되는 경우가 많은 것으로 생각된다. 첩부시에 펠리클 프레임이 변형되고, 그것이 원래대로 되돌아가려고 하는 변형 응력이 마스크를 변형시키고 있다. 이 변형 응력은, 펠리클 프레임을 구성하는 재료의 영률 및 그 변형량에 의존한다. 본 발명에 의하면, 펠리클 프레임 바의 단면적을 기본 사변형보다 축소함으로써 변형 응력이 작은 펠리클 프레임으로 할 수 있게 되었다. 즉, 펠리클 프레임의 상변은 펠리클막을 장설하기 때문에, 또한 하변은 점착제를 형성하여 마스크에 접착되기 때문에, 상변부도 하변부도 어느 정도의 폭이 필요하다. 그러나, 상변과 하변을 접속시키는 중앙부는 양 측면에 오목부를 형성하여 상하 양변보다 좁은 폭으로 할 수 있다.

이와 같은 펠리클 프레임 바는, 단면이 기본 사변형의 양 측변에 사변형 형상의 오목부를 형성함으로써 제조할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 상기 기압 조정용 구멍을 형성하는 지점의 외측면, 및 지그 구멍을 형성하는 지점의 양 측면은 오목부를 없애고, 소정의 관통하는 구멍 또는 비관통의 지그 구멍을 형성하는 것이 바람직하다.

일본 공개특허공보 2009-25562호에 개시되어 있는 바와 같이, 단면적을 6 ㎟ 이하로 작게 함으로써, 재질을 변경하지 않아도 펠리클 프레임은 보다 변형하기 쉬워진다. 펠리클 프레임 바의 단면적을, 기본 사변형의 형상을 유지한 채로 작게 하려면, 상하 양변을 좁게 하거나, 높이를 낮게 할 필요가 있다. 그러나, 상기 서술한 바와 같은 이유로 상변도 하변도 어느 정도의 폭이 필요하다. 한편 높이를 지나치게 낮게 하면, 펠리클막과 마스크의 패턴면의 거리가 작아지고, 펠리클의 디포커스 성능이 열화되어, 펠리클막 상에 부착되는 이물질이 전사 패턴으로 옮겨갈 위험성이 증가된다. 또한 펠리클 프레임의 높이가 낮아지면 펠리클 프레임의 핸들링이 곤란해진다는 문제도 현저화된다. 이와 같이 기본 사변형의 형상을 유지한 채로 단면적을 작게 하는 것은 여러가지 곤란이 수반된다.

그러나, 본 발명에 의하면 단면이 기본 사변형인 형상을 갖는 펠리클 프레임 바로부터 양 측변에 사변형 형상의 오목부를 형성함으로써, 상하 양변의 폭을 확보하고, 또한, 펠리클 프레임의 높이를 확보하면서, 펠리클 프레임 바의 단면적을 기본 사변형보다 축소할 수 있게 되었다.

기본 사변형은, 상변 및 하변이 평행하다. 이 기본 사변형으로는, 정사각형을 포함하는 직사각형, 사다리꼴, 평행사변형이 포함되고, 직사각형이 바람직하다. 사다리꼴로는 상변이 하변보다 짧아도 되고 길어도 된다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 상변부 및 하변부가 그들의 전체 폭에 걸쳐 일정한 두께를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 펠리클 프레임 바의 단면은, 기본 사변형의 대향하는 양 측변에, 사변형 형상의 오목부를 갖고, 기본 사변형의 편방의 측변에만 사변형 형상의 오목부를 갖는, U 자 형상의 형상은 포함하지 않는다.

본 발명에 있어서 펠리클 프레임 바는, 그 단면 형상이, 세로가 긴 직사각형의 대향하는 양 측변에, 직사각형 형상의 오목부를 갖는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 단면 형상이, 상변 및 하변보다 폭이 좁은 중간부에 의해 상변부 및 하변부가 수직으로 접속된 I 자형 형상인 것이 바람직하다.

도 3 을 참조하여 이하 본 발명을 설명한다.

도 3 의 (a) 의 형상은, 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 변을 가진 직사각형인 펠리클 프레임 바의 단면의 일례이다. 상기 오목부의 양방이 직사각형인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 서술한 I 자형 형상의 일례로서, 전체 폭에 걸쳐 일정한 두께를 갖는 상변부 (13) 및 하변부 (15) 를, 그들의 거의 중앙에 있어서, 일정 폭을 갖는 중간부 (16) 가 접속시키는 형상이 된다.

도 3 의 (b) 의 형상은, 도 3 의 (a) 의 형상과는, 중간부 (16) 가 상변 및 하변의 중앙에서 단 (端) 방향으로 어긋난 형상인 점에서 상이하다.

도 3 의 (c) 의 형상은, 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 상변을 가진 사다리꼴인 일례이다. 상기 오목부의 양방이 사다리꼴인 것이 바람직하다. 이 경우, 중간부가 상변부 및 하변부와 수직이 아니라 경사를 갖고 있는 점에서 도 3 의 (a) 및 (b) 와 상이하다.

도 3 의 (d) 의 형상은, 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 수직인 상변을 가진 사다리꼴인 일례이다. 상기 오목부의 양방이, 상기 상변과 수직인 상변을 가진 사다리꼴인 것이 바람직하다. 이 경우에는, 도 3 의 (d) 에 나타내는 바와 같이, 중간부에 의해 상변부 및 하변부가 접속된 형상으로서, 상변부와 하변부는 그 중앙 근처가 두껍게 되어 있다.

도 3 의 (e) 의 형상은, 상기 기본 사변형이 사다리꼴이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 상변을 가진 사다리꼴의 일례이다. 상기 오목부의 양방이 상기 상변과 평행한 상변을 가진 사다리꼴인 것이 바람직하다. 이 경우, 중간부에 의해 상변부 및 하변부가 접속된 형상이 된다. 상기 오목부를 형성하기 전 또는 후에, 상기 상변부 및 하변부의 측변은, 도 3 의 (e) 에 나타내는 바와 같이, 상변 및 하변과 수직이 되도록 가공해도 된다.

동일하게 하여, 펠리클 프레임 바의 단면을, 기본 사변형을 평행사변형으로 하고, 그 양 측변에 사변형 형상의 오목부를 갖는 형상으로 할 수도 있다.

중간부는, 그 폭이 일정한 것이 바람직하지만, 상변부 또는 하변부 근처가 폭이 넓어도 된다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 마스크의 형상에 따라 적절히 설계되는 것이지만, 통상 펠리클 프레임의 평면 형상은 링 형상 혹은 직사각형 형상, 정사각형 형상으로서, 마스크에 형성된 회로 패턴부를 덮는 크기와 형상을 구비하고 있다. 직사각형 형상 (정사각형 형상을 포함한다) 의 펠리클 프레임의 모서리는 곡면 또는 1 이상의 평면에 의해 모따기되어 있어도 상관없다.

펠리클 프레임의 높이는, 바람직하게는 약 1 ∼ 10 ㎜ 이고, 보다 바람직하게는 약 2 ∼ 7 ㎜ 이고, 특히 바람직하게는 약 3 ∼ 6 ㎜ 이다. 펠리클 프레임의 상변 및 하변은, 폭이 약 2 ㎜ 인 것이 바람직하다.

또한, 상변부 및 하변부는 모두 0.1 ㎜ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 0.3 ∼ 0.8 ㎜ 의 두께를 갖는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 기본 사변형의 면적이 20 ㎟ 이하이고, 4 ∼ 20 ㎟ 인 것이 바람직하다.

본 발명의 펠리클 프레임 바의 단면적은 6 ㎟ 이하인 것이 바람직하고, 1 ∼ 6 ㎟ 인 것이 바람직하다. 본 발명과 같이 펠리클 프레임의 중앙부를 폭 좁게 함으로써, 이 작은 단면적을 달성하기 쉬워진다. 이와 같이 단면적을 작게 하면, 변형 응력을 작게 하고, 그 결과, 마스크의 변형도 작게 할 수 있다.

펠리클 프레임을 구성하는 재질로는, 영률이 1 ∼ 80 ㎬ 인 재료가 바람직하고, 알루미늄, 마그네슘 합금, 합성 수지 등을 바람직하게 예시할 수 있고, 알루미늄, 마그네슘 합금 또는 폴리카보네이트 수지가 보다 바람직하게 사용되고, 알루미늄이 더욱 바람직하게 사용된다.

알루미늄으로는, 종래 사용되고 있는 알루미늄 합금재를 바람직하게 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 JIS A 7075, JIS A 6061, JIS A 5052 재 등이 사용되는데, 상기 서술한 단면 형상을 갖고, 펠리클 프레임으로서의 강도가 확보되는 한 특별히 제한은 없다.

펠리클 프레임 표면은, 폴리머 피막을 형성하기 전에, 샌드 블라스트나 화학 연마에 의해 조화 (粗化) 하는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 이 프레임 표면의 조화의 방법에 대해서는, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 알루미늄 합금재에 대해, 스테인리스, 카보런덤, 유리 비드 등에 의해 표면을 블라스트 처리하고, 추가로 NaOH 등에 의해 화학 연마를 실시하여, 표면을 조화하는 방법이 바람직하다.

본 발명의 펠리클 프레임은, 종래부터 관용되고 있는 알루미늄 합금재 등 영률이 69 ㎬ 인 재료를 사용하는 대신에, 영률이 1 이상 50 ㎬ 이하인 재료로 구성하는 것도 바람직하다. 영률이 상기 범위 내인 재료로는, 마그네슘 합금의 44 ㎬, 아크릴 수지의 3 ㎬, 폴리카보네이트 수지의 2.5 ㎬ 를 예시할 수 있다.

이와 같은 낮은 영률의 재료를 사용하면, 단면적이 6 ㎟ 를 초과하고 12 ㎟ 의 I 자형 형상이라도, 변형 응력을 작게 하고, 마스크의 변형도 작게 할 수 있다.

펠리클 프레임 바의 단면 형상을 I 자형 형상으로 하고, 그 단면적을 3 ∼ 6 ㎟ 로 한 경우, 낮은 영률의 재료를 사용할수록, 상승 (相乘) 효과에 의해 마스크의 변형도 작게 할 수 있다.

본 발명에 있어서, 펠리클 프레임의 노광 원판 접착면 및/또는 펠리클막 접착면에 있어서, 노광 원판 접착면 및/또는 펠리클막 접착면과 펠리클 프레임 내외측면이 이루는 모서리부에 C 모따기를 하는 것이 바람직하다. 또한, C 모따기란, 교차하는 면 부분, 즉, 모서리를 45°로 컷하는 가공을 말한다.

평균적인 펠리클 프레임의 평탄도는, 약 20 ∼ 80 ㎛ 정도이다. 본 발명에 있어서, 펠리클 프레임의 평탄도를 0 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

펠리클 프레임의 평탄도가 양호하면, 펠리클을 마스크에 첩부한 경우에, 펠리클 프레임의 변형량을 작게 할 수 있고, 그 결과 펠리클 프레임의 변형 응력을 작게 하여, 마스크의 변형을 작게 억제할 수 있다.

또한, 상기 펠리클 프레임의 「평탄도」란, 펠리클 프레임에 있어서의 적당히 떨어진 위치의 8 점, 바람직하게는 펠리클 프레임의 각 코너 4 점과 4 변의 중앙 4 점의 합계 8 점에 있어서 높이를 측정하고, 가상 평면을 산출하여, 그 가상 평면으로부터의 각 점의 거리 중 최고점에서 최저점을 뺀 차이에 의해 산출한 값이다.

펠리클 프레임의 평탄도는, 「XY 축 프로그램 스테이지를 갖는 레이저 변위계」에 의해 측정할 수 있고, 본 발명에 있어서는, 자사제의 변위계를 사용하였다.

또한, 마스크의 평탄도를, Tropel 사의 UltraFlat 을 사용하여 측정하였다.

또한, 마스크에 대한 펠리클 첩부에 의한 마스크의 최대 변형 레인지를 마스크의 변형/왜곡의 지표로서 사용하였다. 마스크의 평탄도 및 최대 변형 레인지의 정의와 측정 방법은 실시예에 기재하였다.

본 발명에 있어서, 펠리클 프레임은 미광 (迷光) 을 흡수하기 위해, 흑색 산화 피막 및/또는 흑색 폴리머 피막을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 펠리클 프레임이 알루미늄 합금제인 경우에는, 흑색 양극 산화 피막 (흑색 알루마이트 피막) 및/또는 폴리머의 전착 도장막을 갖는 알루미늄 합금제 펠리클 프레임인 것이 특히 바람직하다.

펠리클 프레임 표면의 흑색 양극 산화 피막의 형성 방법으로는, 일반적으로 NaOH 등의 알칼리 처리욕에서 수십초 처리한 후, 희황산 수용액 중에서 양극 산화를 실시하고, 이어서 흑색 염색, 봉공 (封孔) 처리함으로써, 표면에 흑색의 산화 피막을 형성할 수 있다.

또한, 폴리머 피막 (폴리머 코팅) 은 여러가지 방법에 의해 형성할 수 있는데, 일반적으로 스프레이 도장, 정전 도장, 전착 도장 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 전착 도장에 의해 폴리머 피막을 형성하는 것이 바람직하다.

전착 도장에 대해서는, 열 경화형 수지나 자외선 경화형 수지 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 또한, 각각에 대해 아니온 전착 도장, 카티온 전착 도장 중 어느 것이나 사용할 수 있다. 본 발명에서는 내자외선 성능도 요구되기 때문에, 열 경화형 수지의 아니온 전착 도장이, 코팅의 안정성, 외관, 강도 면에서 바람직하다.

본 발명의 리소그래피용 펠리클은, 상기 펠리클 프레임의 어느 것에, 상변인 일단면에 펠리클막 접착제를 개재하여 펠리클막이 장설되고, 하변인 타단면에 노광 원판 접착제를 형성함으로써 제조할 수 있다.

펠리클막의 종류에 대해서는 특별히 제한은 없고, 예를 들어 종래 엑시머 레이저용으로 사용되고 있는 비정질 불소 폴리머 등이 사용된다. 비정질 불소 폴리머의 예로는, 사이톱 (아사히가라스 (주) 제조 상품명), 테플론 (등록 상표) AF (듀폰사 제조 상품명) 등을 들 수 있다. 이들 폴리머는, 그 펠리클막 제작시에 필요에 따라 용매에 용해시켜 사용해도 되고, 예를 들어 불소계 용매 등으로 적절히 용해시킬 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 의해 구체적으로 본 발명을 예시하여 설명한다. 또한, 실시예 및 비교예에 있어서의 「마스크」는 「노광 원판」의 예로서 기재한 것으로서, 레티클에 대해서도 동일하게 적용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 하기의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

사이톱 CTX-S (아사히가라스 (주) 제조 상품명) 를 퍼플루오로트리부틸아민에 용해시킨 5 ％ 용액을 실리콘 웨이퍼 상에 적하하고, 스핀 코트법에 의해 830 rpm 으로 웨이퍼를 회전시켜, 웨이퍼 상에 펼쳤다. 그 후, 실온에서 30 분간 건조 후, 다시 180 ℃ 에서 건조시켜, 균일한 막으로 하였다. 이것에 접착제를 도포한 알루미늄 프레임을 첩부하고, 막만을 박리하여 펠리클막으로 하였다. 상기 사이톱 CTX-S 막을 필요한 장 수 제작하여, 실시예 1 ∼ 10 및 비교예에서 사용하였다.

알루미늄 합금 (이하, 「Al 합금」이라고도 한다) 제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상은 도 3 의 (a) 에 나타내고, 단면적 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 또한, 단면 형상은, 높이 3.5 ㎜, 폭 2.0 ㎜ 인 직사각형의 양 측면으로부터, 높이 2.5 ㎜, 폭 0.75 ㎜ 의 직사각형을 그 중앙부에서 제거한 형상을 갖는 I 자 형상으로 하였다. 상변부 및 하변부의 두께는 0.5 ㎜ 이고, 중앙 띠부의 폭도 0.5 ㎜ 였다. 또한, 펠리클 프레임의 4 개의 모서리에 C 모따기를 실시하였다.

이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면 (片端面) 에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여, 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 펠리클 부착 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.26 ㎛ 가 되었다. 또한, 마스크의 최대 변형 레인지는 40 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 및 최대 변형 레인지의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

또한, 마스크의 평탄도는, Tropel 사의 UltraFlat 을 사용하여 측정하였다. 또한 프레임의 평탄도는 XY 축 프로그램 스테이지를 갖는 레이저 변위계로 측정하였다.

또한, 「마스크의 최대 변형 레인지」란, 마스크의 형상을 2 회 측정하고, 마스크 각 점의 높이의 차이 중, ＋/- 측 각각의 최대 변화량의 절대값의 합이라고 정의된다. 또한 펠리클 첩부에 의해 마스크가 변형된 경우에는, 평탄도가 변화되지 않은 경우에도 최대 변형 레인지는 큰 값이 되는 경우가 있으므로, 마스크의 변형/왜곡의 지표로서 최대 변형 레인지는 평탄도보다 유효하다.

(실시예 2)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 115 ㎜ × 3.0 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상은 도 3 의 (a) 에 나타내고, 단면적 3.00 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 10 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 펠리클 부착 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.24 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 30 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 매우 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 3)

마그네슘 합금 (이하, 「Mg 합금」이라고도 한다) 제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (a) 이고, 단면적이 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 마그네슘 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여, 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에, 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.24 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 28 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 매우 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 4)

폴리카보네이트 수지 (이하, 「PC 수지」라고도 한다) 제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (a) 이고, 단면적 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 폴리카보네이트 수지제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여, 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.25 ㎛ 로 변화하지 않았다. 또한 최대 변형 레인지는 20 ㎚ 변화하였으나, 비교예에 비해 매우 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 5)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 115 ㎜ × 4.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (a) 이고, 단면적 3.75 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.27 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 50 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 6)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (b) 이고, 단면적 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 외측면측을 1 ㎜ 의 깊이로, 또한 내측면측을 0.5 ㎜ 의 깊이로 깎아냈다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.24 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 40 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 7)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (c) 이고, 단면적 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 외측면으로부터 상변이 1 ㎜, 하변이 0.5 ㎜, 높이가 2.5 ㎜ 인 사다리꼴 형상을 깎아내고, 내측으로부터는 상변이 0.5 ㎜, 하변이 1.0 ㎜, 높이가 2.5 ㎜ 인 사다리꼴 형상을 깎아냈다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.25 ㎛ 로 변화하지 않았다. 또한 최대 변형 레인지는 35 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 8)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (d) 이고, 단면적 4.00 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 양 내외측면으로부터 가공을 실시하고, 상변과 하변을 연결하는 중앙부는 폭이 0.5 ㎜ 이고 높이가 1.5 ㎜ 였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.27 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 45 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 9)

폴리카보네이트 수지제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 상변 및 하변의 폭이 2 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (d) 이고, 단면적 4.00 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 폴리카보네이트 수지제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.25 ㎛ 로 변화하지 않았다. 또한 최대 변형 레인지는 25 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 매우 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(실시예 10)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 폭이 상변이 1.5 ㎜, 하변이 2.5 ㎜ (단면 형상이 도 3 의 (e) 이고, 단면적 3.25 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 상변은 1.5 ㎜ 이고 하변은 2.5 ㎜, 상변과 하변을 연결하는 중앙부는 0.5 ㎜ 폭이고 높이는 2.5 ㎜ 였다. 또한 상변부, 하변부의 두께는 0.5 ㎜ 였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.26 ㎛ 가 되었다. 또한 최대 변형 레인지는 40 ㎚ 변화하였으나, 후술하는 비교예에 비해 낮은 값으로 억제할 수 있었다. 또한, 평탄도 등의 측정 결과를 표 1 에 정리하였다.

(비교예)

알루미늄 합금제이고, 외측 치수가 149 ㎜ × 122 ㎜ × 3.5 ㎜, 폭이 2 ㎜ (단면 형상은 직사각형이고, 단면적 7.0 ㎟) 인 펠리클 프레임을 제작하였다. 이 프레임의 평탄도를 마스크 점착제를 도포하는 측에서 측정한 결과, 20 ㎛ 였다. 이 프레임의 편단면에 마스크 점착제를 도포하고, 다른 일방의 편단면에 막 접착제를 도포하였다. 그 후, 먼저 박리한 펠리클막을 알루미늄 합금제 프레임의 막 접착제측에 첩부하고, 프레임의 외부 둘레의 막을 절단하여, 펠리클을 완성시켰다.

완성한 펠리클을, 가로세로 142 ㎜ 이고 평탄도가 0.25 ㎛ 인 마스크에, 하중 20 ㎏ 으로 첩부하였다. 그 후, 다시 펠리클 부착 마스크의 평탄도를 측정한 결과, 0.29 ㎛ 로 변화해 버렸다. 또한 최대 변형 레인지는 100 ㎚ 로 크게 변화하였다.

이상의 결과를 정리하면, 이하의 표 1 에 나타내는 바와 같이 되었다.

1 : 펠리클막 2 : 접착층
3 : 펠리클 프레임 4 : 접착용 점착층
5 : 노광 원판 10 : 펠리클
12 : 상변 13 : 상변부
14 : 하변 15 : 하변부
16 : 중간부 17 : 측변
18 : 사변형 형상의 오목부 19 : 측변

Claims (12)

1. 펠리클 프레임 바의 단면 (斷面) 이, 상변 및 하변이 평행한 기본 사변형의 양 측변에, 사변형 형상의 오목부를 가진 형상으로서, 상기 상변 및 상기 하변보다 폭이 좁은 중간부에 의해, 상기 상변을 포함하는 상변부 및 상기 하변을 포함하는 하변부가 수직으로 접속된 형상을 갖고, 상기 기본 사변형이 직사각형이고, 상기 오목부의 적어도 일방이 상기 상변과 평행한 변을 가진 직사각형인 펠리클 프레임의 일단면 (一端面) 에 펠리클막 접착제를 개재하여 펠리클막이 장설 (張設) 되고, 타단면에 노광 원판 접착제를 형성한, 리소그래피용 펠리클.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 기본 사변형의 면적이 4 ㎟ 이상 20 ㎟ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 펠리클 프레임 바의 단면적이 1 ㎟ 이상 6 ㎟ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
7. 제 1 항에 있어서,
   영률이 1 ∼ 80 ㎬ 인 재료로 구성된, 리소그래피용 펠리클.
8. 제 1 항에 있어서,
   알루미늄 합금, 마그네슘 합금 및 폴리카보네이트 수지로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 구성된, 리소그래피용 펠리클.
9. 제 1 항에 있어서,
   알루미늄 합금으로 구성된, 리소그래피용 펠리클.
10. 제 1 항에 있어서,
    펠리클 프레임의 평탄도가 0 ㎛ 이상 20 ㎛ 이하인, 리소그래피용 펠리클.
11. 삭제
12. 삭제

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